中国科学技术协会近日发布了2022重大问题难题，如何科学有效防控小麦茎基腐病位列10个产业技术问题之一。小麦赤霉病不仅能造成小麦的严重减产，而且受侵染小麦籽粒含多种真菌毒素，可引起人畜中毒和严重疾病。老一辈科学家们认为，条锈菌致病性变异是小麦品种抗病性丧失的主要原因。经过调查及实验分析，找到并首次在国内公布了使洛夫林小麦感染条锈病的新菌系。
中国工程院院士康振生
“病虫害是永恒的问题，处理这些问题不可能一劳永逸，而且病虫害的种类和危害水平也在不断发生变化。作为应对，我们唯有加强抗病品种选育，加强作物病虫测报预警，加强绿色低毒农药筛选，加强公益性防控措施的应用推广。”
文 |《瞭望》新闻周刊记者 扈永顺 姚友明
科学有效防控农作物病虫害，是保障国家粮食安全和农业绿色高质量发展的重要措施。中国科学技术协会近日发布了2022重大问题难题，如何科学有效防控小麦茎基腐病位列10个产业技术问题之一。
小麦赤霉病、条锈病、茎基腐病等被称为“小麦之癌”，我国几代科学家以及众多农业工作者为守护粮食安全与之进行了不懈的斗争。长期从事小麦重大病害发生规律与防控技术研究工作的中国工程院院士、旱区作物逆境生物学国家重点实验室主任康振生是其中的代表之一。
近日，结合如何科学有效防控小麦茎基腐病，当前条锈病防控形势为何依然严峻，怎样对几种主要的小麦病害进行有效防控等问题，《瞭望》新闻周刊记者采访了康振生院士。
与小麦病害打了一辈子交道的康振生认为“虫不成灾，病不流行”的关键是“预防为主，综合防控”。“病虫害是永恒的问题，处理这些问题不可能一劳永逸，而且病虫害的种类和危害水平也在不断发生变化。作为应对，我们唯有加强抗病品种选育，加强作物病虫测报预警，加强绿色低毒农药筛选，加强公益性防控措施的应用推广。”康振生说。
与小麦病菌争夺粮食
《瞭望》：你是怎样接触并进入到植物病理学这一专业的？该专业对确保国家粮食安全有何重要意义？
康振生：我是恢复高考后的第一批学生。在来杨凌的西北农学院（西北农林科技大学前身之一）上学之前，我在陕西省石泉县下乡。在生产队里，我办过压面机房，也养过猪。当年填报志愿时报的是西北农学院的农业机械化专业，后来被植物保护专业录取了。我当时还不太明白这个专业究竟是干什么的，一个大队会计告诉我是研究作物病虫害的。
入学后，我们对知识的渴求非常强烈。大二时，教授植物病理学的李君彦老师课后开座谈会，从一片发病的海棠叶子讲起，说田间农作物也可能受到这个病原菌的侵染，引起病害造成损失。从那时起我就对植物病理学比较感兴趣了，还跟李老师做了棉花病害防治的毕业实习。
确保粮食安全在我国是一个永恒的主题。几十年来，我们在追求农产品的高品质、高产量过程中，改变了农田环境，作物对病虫害的抗病性降低。在现代农业生态环境下，我们的农业遗传体系变得脆弱，病虫害易造成流行和危害。植物保护、病虫防控对我们保障粮食安全具有非常重要的作用。2021年我国通过病虫害防控，挽回粮食2500亿斤，占到全国粮食总产量的18.3%；2021年，我国通过病虫害防控，避免730亿斤、占总产量26.3%的小麦减产。
《瞭望》：你带领团队创建的小麦赤霉病综合防控技术体系，在我国主产麦区应用推广，取得了哪些效益？
康振生：小麦赤霉病是一种世界性的穗部病害，可由多种真菌侵染引致。在我国，该病害主要流行于长江中下游冬麦区、华南冬麦区、黄淮流域冬麦区和东北三江平原春麦区，是小麦的主要病害和重点防治对象。小麦赤霉病不仅能造成小麦的严重减产，而且受侵染小麦籽粒含多种真菌毒素，可引起人畜中毒和严重疾病。因此，国内外都投入了大量财力及人力，用于该病防治策略和寄主抗病机制方面的研究。
1997年，我在德国做了几年研究，在国际上首次明确了赤霉病菌的侵染时间、部位和途径，纠正了国际上对侵染过程一些错误与不全面的认知。过去，大家认为盛花期是赤霉菌侵染小麦的主要时机，同时也是防治小麦赤霉病的最佳时机，后来，我们将这个时机纠正为初花期。
我们团队筛选出了一批三唑类的杀菌剂，解决了国内防治赤霉病时药剂使用单一问题。同时构建起赤霉病综合防治技术体系，建立了“分区治理、主动出击、见花打药”的病害防控关键技术，这使得防治效果由原来的30%左右提高到如今的77%，年均挽回小麦损失56亿斤。
《瞭望》：小麦条锈病常造成小麦减产10%～30%。你们是如何与小麦条锈菌变异这一世界难题持久作战的？
康振生：小麦条锈病是通过空气传播的低温真菌病害。几十年来，我国一代代科学家不懈研究、辛勤工作，奠定了小麦条锈病的科研基础。我的老师李振岐院士、陕西省农科院刘汉文研究员等老一辈科学家，早在上世纪50年代就骑着毛驴，于夏秋季节在西北各地调查研究、模拟实验。他们发现，每年我国东部小麦条锈病的发病菌源都是从西部吹过去的，而甘肃、青海、宁夏、陕西、四川等省区交界的区域，正是条锈菌藏身越夏的“越夏易变区”。条锈菌喜凉不耐热，通过大气循环远距离传播。西北地区海拔高、气温低，条锈菌可以顺利越过夏天，一路向东传播。当时还发现，原本作为抗病品种引进的洛夫林小麦，在“越夏易变区”被广泛种植几年后，对条锈病的抗病性几近消失。老一辈科学家们认为，条锈菌致病性变异是小麦品种抗病性丧失的主要原因。
1982年到1983年，我们研究团队几乎踏遍甘肃南部所有乡镇，采集了近7000份小麦标本。经过调查及实验分析，找到并首次在国内公布了使洛夫林小麦感染条锈病的新菌系。过去传统学说认为条锈菌是无性繁殖，但我们团队经过近十年的研究发现，病原菌之所以会发生变异，是因为自然界存在有性繁殖，小麦条锈菌正是在广泛分布于西北山区的野生小檗上“生儿育女”，从而使“下一代”发生变异，产生致病性强的新菌系，导致原有抗病小麦品种丧失抗病性。这个问题的解答，对抗病品种选育、抗病害预测预报、抗病品种的合理布局，以及如何据此形成生物屏障意义重大。
我们将阻止条锈菌有性生殖的防控技术概括为“遮、铲、喷”，即遮盖麦垛、铲除小檗和喷施杀菌剂，降低病原菌的变异速率。我们倡导建立了一套综合防控方法，包括预防为主、综合防治，重点控制越夏区、持续控制冬繁区等原则，还包括小麦种植结构调整、抗病品种合理利用、有性生殖控制、田间农艺措施、适时适用农药等具体方法。现在，我国小麦条锈病防控已走在了国际前列，每年通过小麦条锈病综合治理技术体系，我们能避免40亿至50亿斤的粮食产量损失。
在浙江省湖州市德清县雷甸镇雷甸村的一处麦田，党员农机服务队成员操作植保无人机对小麦进行病虫害防治作业（2022年4月2日摄） 王正摄
树立“预防为主，综合防控”理念
《瞭望》：为何目前条锈病防控形势依然严峻？落实小麦条锈病防控，你有哪些建议？
康振生：我们的敌人——病原菌，它很聪明，有自己的生存方式。为什么条锈病又起来了？这几年出现了一个新的菌系，即条中34号，这是致病性很强的一个优势小种。实际上，病菌变异一直是我们面临的问题，病菌一旦变异，那么我们生产上原来用的抗病品种也就丧失了抗病性。
2017、2020年，由于新菌系成为优势小种，加上冬季温暖，病原菌基数大，造成了条锈病高发、大流行态势。但这个过程中农业科技人员测报准确，政府部门积极发动群众并提供资金进行防控，最终把病害控制在危害水平下，也就是“有病无灾”。我们今后还要做好对它有性生殖的阻止。新小种靠有性生殖产生，我们研发出了相应的防控措施，需要进一步推广、应用，通过控制有性生殖降低病菌变异速率，延长小麦抗条锈型品种的使用年限，这是解决问题的根本方式。
条锈菌夏天在西北地区的山区潜伏，因此控制西部的越夏菌源量，对保障小麦生产至关重要。一方面要调动群众采取防控措施，还要进一步呼吁相关部门高度重视这个问题并加大投入，把来年的基础性工作做到前面；另一方面，小麦条锈病是一种气传性病害，病菌的运动轨迹要求我们开展跨区域的全周期性防控。在了解病原菌致病特性基础上，加强抗病品种选育，将抗病性作为品种选育的重要指标。同时，还要注意抗病品种的合理布局，在不同区域布局不同基因的抗病品种，形成一个大区的生物屏障，阻止小麦条锈病流行。这是一个系统工程，涉及政府、农民、植物保护专家等方面，不能“头疼止疼，脚疼医脚”，而是要根据其发生规律，设计一条绿色防控综合控制体系。
《瞭望》：如何改进植保存在的重治轻防问题？
康振生：重治轻防会变成依赖以化学农药为主的防控措施。新形势下，必须树立“预防为主，综合防控”的理念，深入践行农业绿色发展理念。
做好植保工作，涉及科技投入政策倾斜，涉及基层农技人员队伍支持和条件改善，它是一个系统工程。有病有虫不怕，只要虫不成灾，病不流行即可。
从研发角度讲，需要了解新形势下病虫害发生规律，做好预测预报。明确农药使用时间、用量。统筹考虑从播种到收获过程的多种病虫害对应措施，包括品种抗病性、生态调控、栽培制度，创造一个有利于作物健康，不利于病虫害发生的生态体系，从本质上压低病虫害基数。还应加大病虫害的预测和防控，通过植保、育种、有机农业等多领域专家充分合作，提高作物整体抗病水平。
研究小麦茎基腐病需多学科共同攻关
《瞭望》：为什么近年来小麦茎基腐病会在我国小麦主产区暴发成灾？如何进行科学有效的防控？
康振生：茎基腐病是一种世界性的小麦土传病害，最早于1950年发现于澳大利亚昆士兰州，目前在美洲、欧洲、亚洲等数十个国家均有发现。在我国，小麦茎基腐病属于新发病害，2012年在河南焦作沁阳首次报道。目前，该病在黄淮海小麦主产区河南、山东、河北、安徽、江苏、山西、陕西等省扩展蔓延，发病面积逐年扩大，已经蔓延至西北、华北及长江流域麦区。尤其在豫北、豫中东、鲁西南、鲁西北、冀中南、陕关中、晋南等地区部分麦田造成巨大损失。据调查，一般病田损失可达20%左右，严重地块损失达到60%以上。该病害除造成产量下降外，病原菌还可以侵染穗部造成穗腐病（赤霉病），并产生呕吐毒素、玉米赤霉烯酮等真菌毒素。
该病害发生危害，与品种抗性水平、耕作制度、土壤环境、田间病原菌数量以及气候条件密切相关。目前生产上推广种植的小麦品种抗性水平较低，大多数对茎基腐病表现感病或高度感病。我国黄淮麦区主要为小麦-玉米一年两熟耕作制度，秸秆还田使病菌容易积累，加上大量施用化肥造成土壤生态环境恶化、机械跨区作业造成病害传播，都使病害易于发生和流行。气候变化导致冬暖和小麦灌浆期干旱少雨，也加重了小麦茎基腐病发生及危害程度。
最近，来自全国的病理学家就面对这些情况应该开展哪些工作，进行了多次集中讨论。我建议：一是尽快摸清家底，掌握各地病害发生分布、危害程度及病原种类；二是加强相关技术研发及应用提升病害监测预警水平；三是开展系统基础研究明晰病害成灾机理及病原物与寄主互作分子机制；四是高度重视抗病资源挖掘利用提高品种抗病性能；五是强化绿色高效防控技术和产品研发增强病害防控能力；六是尽快设立科技重大专项开展多学科联合攻关。
建议设立小麦茎基腐病监测预警及绿色防控技术科技重大专项，组织全国相关研究单位优势力量，加强植物病理、小麦育种、小麦栽培、土壤生态、生物技术、信息技术、生物及化学农药等学科联合攻关，尽快构建我国小麦茎基腐病快速监测预警体系、有机集成病害高效绿色防控技术体系，为保障小麦安全生产和国家粮食安全提供技术支撑。
来源： 新华社
